隧道工程标准化施工范文篇1

关键词：隧道工程；施工方法；技术分析；绿色环保

中图分类号：TQ639.2文献标识码：A文章编号：

引言：

自古以来隧道工程建设都是一个国家重点发展的对象，它是国家经济发展的核心条件。通常隧道都有自身独特的便捷性、优越性和灵活性，它对整个运输方式有着不可代替的作用。随着运输行业的迅速壮大，它自然变得也越来越标准化、合理化、规模化。在这个变化较快的物质生活时代，人们都渴望能够迅速了解和购买自己所喜欢的东西，此时隧道工程运输就变得十分重要，它大大节约了运输的时间和成本，提高了运营者利润，同时也带动了更大的市场需求。以上也充分说明在道路建设的过程中对隧道工程建设的质量有着较大的要求，显然隧道工程的施工实施方法及主要施工技术分析也就变得极有研究意义，不断地完善它的不足，确保在未来道路建设过程中它能跟好的服务于所有运输行业，努力使它向国际化标准发展，让它的作用更充分的显现出来，造福于整个社会。

一、隧道工程的作用及发展现状

一般所有的隧道都是修建在地层中的运输通道，也常被称为地下建筑物。它主要是为人们提供运输方便和供人过往的作用，大大使物质交换的节奏变得更快，带动整个经济的快速发展。目前我国是全世界地下隧道工程数量最多，地质极为复杂的国家。高速铁路建设以及海底隧道建设已经被国家纳入重点发展的目标，高原冷冻铁路和火车重载铁路技术也正在进行一系列的研究改革，新型高端的建设技术也都逐渐在被开发出来，各种钻爆、浅埋、超浅、辅助工程等有用技术变得日益的更加成熟，这些新技术都促使我国隧道工程的质量大大提高，同时也在迫使中国隧道工程建设向标准化、规模化、国际化方向发展。但是在发展的过程中也存在很多的隐藏的问题，隧道建设的质量要求达不到质量检测标准，隧道坍塌的现象时有发生，另外高原隧道技术仍不能很好的解决“高原反应”这一问题，这严重制约了我国交通道路的发展，不利于新时代建设发展要求，也不能够满足现代社会的需要，同时也还将进一步的妨碍社会主义的发展和繁荣。

二、我国隧道工程常用施工技术及存在的问题

由于我国的地质面貌十分独特，地层内部结构也比较的复杂，这使得我国隧道工程常用施工技术也变得多种多样，各种技术也都有着各自的运用要求，交叉相互作用发挥出它独特的作用。目前我国主要的施工技术有：（1）深海底抗压建设技术；（2）超浅埋、浅埋暗造技术；（3）深层钻爆施工技术；（4）辅助工程建造技术；（5）开敞式新型挖掘技术；（6）盾构法建造技术；（7）保护环境施工技术；（8）深管道埋藏技术等许多其它新技术。

虽然技术众多但在施工修建的过程中存在的问题也很多，就目前隧道工程发展而言，其主要问题有：（一）对土质结构了解不深，致使确定施工方案存有不合理之处，造成出现豆腐渣工程现状；（二）海底隧道抗压效果达不到实际要求，长出现变形问题；（三）高原冷冻铁路的质量难以保证，耐用性能较弱；（四）环保隧道技术做的不够到位，造成环境被破坏的现象时有发生；（五）新技术开发速度较慢，满足不了社会建设的需求，亟待提高；（六）隧道工程建设系统缺乏统一的施工标准要求，常出现施工不科学问题。

三、提高隧道工程施工技术质量的有效措施

要想改变这些制约隧道建设发展的问题，提高施工技术质量就得从影响这一问题的原因出发。（一）施工研究人员在施工前必须要对工地的地质结构进行深入的研究分析，要做到具体情况具体化分析，以免出现分析失误的现象。要对整个施工方案仔细的审核合格后才可以进行施工修建;（二）针对抗压问题必须要重视施工的材料和施工的质量要求，要保证它的抗压能力在其理论能承受的范围之内，可以适当的结合一些国外先进的海底隧道修建技术，从而使整个施工步骤变得更加合理化；（三）高原冷冻铁路的质量主要是靠建造材料的性能来决定的，设计人员必须根据实际经验情况及理论修建要求来选取合适的建材，并且在建造前要充分的考虑到解决冻坏问题的有效方法，在必要时应该对其进行可续的防冻保养处理，从而提高它的使用寿命；（四）当代建设要求绿色环保，在隧道修建时各种化学原料的处理工作是十分的重要，对于有严重危害的材料要尽量少使用，而且要对其使用要求十分清楚，避免因使用不当而造成自己和环境受到损害，减少一些不必要的损失；（五）隧道新技术开发速度是决定整个工程建设进程的主要原因，因此加大新技术开发的力度是完全有发展必要的，对于新技术的研发要结合国内隧道工程建设的基本情况来确定，要充分保证该技术能够符合当代社会发展要求，同时也可以根据国内外的先进理论和经验来完善它的技术要求；（六）标准化建设便于对整个隧道施工技术的规范管理，可以使其形成一个完善而又独立的发展体系，这也有利于推动建设事业的发展速度。在标准化建设的过程中必须要进行反复的经验教训总结和和科学的理论技术指导，要让它的实际工作价值得具体的体现，不能够只停留在理论的基础上，需要结合具体的工作，利用好相关的理论知识，这样才能够让实际工作得到一个好的体现。

四、结语

我国作为一个发展中国家，正是处于快速建设发展的阶段，加大对隧道工程建设是完全有必要的，它的快速发展不仅具有现实研究意义而且还具有发展的历史意义。虽然我国道路建设发展的较快，但是由于它发展起步较晚，因此与国外的道路建设技术相比仍有很大的差距，许多施工质量都很难达到标准要求，造成的后果也是可想而知的。目前国内隧道工程建设还没有完全形成标准化、合理化、规模化，导致出现这样的原因主要有施工技术存在欠缺和控制管理不够合理，从而使给它的发展带来很大的约束。在未来的隧道建设发展的过程中设计人员要对施工方案进行反复地分析研究，不能太过片面的思考，必须充分结合理论和经验来完成每一步任务。虽然隧道建设发展的很快，但这也给我们带来了巨大的技术挑战，各种细小的问题都在逐步地被标准化。信息化技术也正在被用于隧道建设过程中，通过信息分析检测保证了施工的准确性，大大地提高了建设工程的质量。

参考文献

【1】周爱国，隧道工程现场施工技术，人民交通出版社，2004.

【2】傅鹤林隧道安全施工技术手册，人民交通出版社，2010.

【3】王万德，隧道工程施工技术，东北大学出版社有限公司，2010.

【4】朱晓光、孟凡玉，公路隧道施工技术分析，黑龙江科技信息，2011.

【5】《施工技术》杂志社组，路桥与隧道工程施工新技术典型案例与分析，机械工业出版社，2011.

隧道工程标准化施工范文

城市矿山法隧道施工安全与风险控制

内容提要

1引言

2

围岩变形特征与破坏机理

3

施工安全与风险控制

4

近接建（构）筑物施工

1

引言

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（1）土质（长三角地区等）

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（2）土岩混合

土石

上软下硬

石

土忽软忽硬

石

青岛、大连等

广州、深圳等

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（2）硬岩（北欧）

一、城市隧道的基本环境特征

2.埋深特点

普遍较浅（中国）

一、城市隧道的基本环境特征

3.周边环境

邻近既有建（构）筑物

施工相互影响大，风险高

二、城市矿山法概述

1.全断面开挖法

l-全断面开挖；Ⅱ-衬砌全断面一次开挖法

二、城市矿山法概述

1.全断面开挖法

适用条件1）整体性好的围岩；2）有大型施工机械；3）适于采用大型机械化配合施工。优点缺点

二、城市矿山法概述

2.台阶法台阶法根据台

阶长度不同,可划

分为长台阶法、

短台阶法和超短

台阶法三种。

二、城市矿山法概述

（1）长台阶法。上台阶一般50m以上或大于5倍洞径，上

下步可采用同类机械平行作业。优缺点：干扰少、机械配套、通风和测量工作简单、可进行单工序作业，但要求围岩稳定性较好。（2）短台阶法。上台阶长度小于5倍大于1～1.5洞径。优缺点：可缩短仰拱封闭时间，利于开挖面稳定，但上下台阶作业干扰较大。（3）超短台阶法。上台阶长度仅3～5m，适用于机械化程

度不高的地段。

优缺点：断面闭合较快，利于开挖面稳定，但上下台阶作业干扰很大。

二、城市矿山法概述

2.台阶法至于施工中究竟采用何种台阶法（长、短、

超短），要根据以下两个条件来决定：

初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越

差，闭合时间要求越短；上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法分部开挖法可分为：环形开挖留核

心土法、侧壁导坑法、中隔壁法（CD法

和CRD法）、中洞法等。

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法

环形开挖留核心土法

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法单侧壁导坑法侧壁导坑法

双侧壁导坑法

返回

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法CD法中隔壁法

CRD法

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法

在连拱隧道或分叉隧道的喇叭口地段,先开挖两洞之间的立柱(或中墙)部分,完成立柱(或中墙)混凝土浇筑后,再进行左右两洞开挖的施工。

中洞法

二、城市矿山法概述

4.其他一些适合于特大断面隧道开挖方法

二、城市矿山法概述

4.

其他一些适合于特大断面隧道开挖方法

盾构辅助法

预衬砌法

2围岩变形特征与破坏机理

一、隧道开挖后的围岩变形特征

一、隧道开挖后的围岩变形特征

土体移动的空间效应

沉降

影响

范围

一、隧道开挖后的围岩变形特征

=15.6°

横向断面地层沉降形状

一、隧道开挖后的围岩变形特征

土体分层沉降示意图

一、隧道开挖后的围岩变形特征

前期沉降

施工沉降

地表下沉曲线

掌子面

隧道

地层移动的时间效应

固结沉降

施工沉降

一、隧道开挖后的围岩变形特征

地层损失理论

地层移动由地层损失引起，并认为地表沉陷槽的体积

应等于地层损失的体积。

该法的理论基础是:在隧道施工过程中产生了一定的地

层损失，相当于从地层中挖去一块岩土体，形成一个空洞，

从而导致上部的岩土体产生移动和变形，最终该空洞被填充，而在地表则形成体积等于空洞体积的沉降槽。

二、隧道塌方机理

应该说，隧道开挖后，围岩的变形是不可避免的，但是如果在开挖后及时采取有效措施，则围岩变形处于可控范围，反之，在围岩变形超过某一极限值后发生塌方。

二、隧道塌方机理

二、隧道塌方机理

3

施工安全与风险控制1）有效支护2）隧道埋深选择

3）曲线变轨

4）各分部开挖的贡献率

5）掌子面的预加固

6）信息化施工

有效支护

隧道埋深选择将隧道建在合适的深度，减小施工风险

曲线变轨利用曲线变轨原理，根据先前监测数据预测有可能塌方时，提前改变施工方法或支护参数，使其沉降曲线改变原有轨迹，朝安全、稳定方向发展。

各分部的贡献率

通过分析各分部对拱顶沉降的贡献率，做到“好钢用在刀刃上”，重点控制主要块，快速施工次要块。

A

掌子面和侧墙对某点沉降的贡献率

径向锚杆固然重要，掌子面变形引起的土体变位也不容忽视。有时掌子面前方的超前锚杆显得更为重要。如“新意法”理念就是重视掌子面前方锚杆作用。

未有超前加固措施的

超前加固后

用玻璃纤维筋加固前方土体

信息化施工

作为新奥法三大要素

之一的信息

化施工，对

于施工安全

控制至关重

要。

信息化施工

4

近接建（构）筑物施工

一、基本概念

三大基本类型：（1）新建工程接近既有隧道施工(2)新建隧道接近既有工程

（3）两条及以上隧道近距离同期施工

一、基本概念

近接施工最主要的问题是新建工程将会对既有工程原来的稳定性产生影响。这种影响最本质的原因是由于新建工程的施工引起围岩应力状态再次重分布，从而导致一系列的力学行为变化。这种受力特征会因

工程修建的时间先后关系、空间位置关系及其施工方法的不同而不同。

二、近接影响分区

建筑荷载下的地基附加应力场

二、近接影响分区

单一隧道的二次应力场影响范围

3σy2σy1.1σy1.01σy7.27r1.1σy3.16r1.01σy10r

2.67r

λ=0

λ=1

二、近接影响分区

由于建筑物地基的附加应力影响和隧道

开挖引起的应力重分布都是局部的。从相距的远到近，有一个应力场逐渐叠加的过程。

二、近接影响分区

近接施工的影响不仅存在着局域性，而且在局部的范围内应力重分布是有梯度变化的，这也表明影响程度是不同的，因此提出近接施工影响分区及标准。

二、近接影响分区

既有规范，我们认为仅适用于软土

硬岩地层评判指标：安全系数实现方法：强度折减法多工况数值模拟

安全系数计算结果

考虑相对尺度的影响，分别计算了“隧道-建筑物”相对尺寸（D/B）为2、1、1/2的三种情况

对三种计算工况进行规律分析，建立影响分区如下：

青岛胶州湾海底隧道接线工程应用

35.0

34.9

1号楼房

4号楼房

55.013.7

11.3

2.7

5.4

7.65.4

7.6

弱影响区

弱影响区

无影响区

无影响区

16.2

16.2

10.8

强影响区

强影响区

对于上软下硬地层：（1）上面软层借鉴日本既有规范；（2）下面硬层与上述计算方法同。

青岛胶州湾海底隧道接线工程应用

智荣中学

砖3

强影响区

弱影响区

无影响区

混7

强影响区

弱影响区

无影响区

二、对策研究对于强影响区的对策研究

（1）对既有隧道或工程采取措施

(2）对新建隧道或工程采取措施（3）对既有工程和新建工程之间的围岩采取措施

（硬岩、软岩有别）

再来一个我们以往的案例：

深圳重叠隧道

1、概述-近接施工基本概念及工程背景

2）依托工程概况

深圳地铁一期工程1号线:深圳建市以来政府投资最大的国家重点工程项目线路全长17.39Km，设车站15座由深圳市地铁有限公司承担建设管理全线于2000年开工，03年完成土建施工，04年12月建成通车

1

概述

2）依托工程概况

本课题《地铁重叠隧道设计与施工关键技术研究》是结合地铁1号线罗大段工程的修建进行的。罗大段工程：位于深圳罗湖区，起于深圳火车站，出火车站后往北沿人民南路，邻罗雨干渠,在嘉宾路口设国贸站，出国贸站往北穿越深南东路后进入东门商业区，在此设置老街站（与地铁3号线换乘），出站后往西沿解放路在红岭中路与深南中路交叉口西侧设大剧院站。

香港特区

1

概述

2）依托工程概况

罗大段线路:全长约2.8Km含4站3区间（含桩基托换工程）土建投资约7.48亿元由铁二

院设计由中铁隧道局等单位施工

1

概述

3）工程特点和难点

（1）工程穿越城市繁华商贸中心区，环境异常复杂

国大段线路三站两区间长1778.6km，土建投资近5.8亿元

罗湖区

（人口密度：9821人/平方公里）

中海商城

下穿布吉河下穿广深高速电影大厦A7铁路3线高架桥（外扩A2地下室）

永新商业城

利联广场南塘商业广场

（A18）

下穿人民桥桥台

布吉

（A9）

和平广场

（A40）

深建司

（A7）

华胜商厦

（A12）

东门商业区

下穿百货广场大楼9层裙楼3层地下室

下穿深南东路人行天桥

金辉大厦深圳邮电局

（A15）（A32）

横穿路中笔架山渠

河

下穿华中酒店3层群楼并行下穿路中罗雨干渠

人民中旅大厦

（A17）

天虹商场

（A6）

天安国际

（A40）

南

路深房广场

（A52）

国贸大厦

国贸站国贸站

1

概述

3）工程特点和难点

（2）区段地层上软下硬，地下水位高，地质条件差

罗雨干渠

地下水位线

地下水位线

国老区间地质纵断面图

总体看：地层“上软下硬”：上部主要为软弱的砾质粘性土和砂层，下部（局部）为强度较高的微风化层；

高地下水位：地下水位埋深约3.7m，隧道位于地下水

之中；土质围岩工程特性很差：花岗岩全风化层及残积土，遇水及扰动后极易软化崩解，强度迅速降低；F4断层及次生断层：破碎，围岩自稳性很差；

国大区间围岩条件统计：“上软下硬”段长度占总长

50.0%；软岩段占38.5%；硬岩段占11.5%。

1

概述

3）工程特点和难点

（3）重叠隧道规模大，空间转换复杂，技术难度和风险大

13.0～15.6m

1.6m

2号竖井

双洞重叠隧道净距小（1.6m～10.8m）。全段隧道空间转换复杂。

技术难点：

①重叠线型设计与结构形式选择②双洞重叠近接影响分析与评价③设计分段与支护参数确定

工程经验缺乏

1

概述

3）工程特点和难点

（4）隧道浅埋，采用浅埋暗挖法施工，沉降控制要求高拱顶埋深9～16m，最小在布吉河河底；罗国区间围岩总体软弱，采用盾构法施工；国大区间多处正穿既有建筑基础，处理难度大，且局部遇硬岩，施工困难，因此采用浅埋暗挖法施工；地面建筑密集，道路及地下管线纵横交错，沉降控制十分严格；在饱和含水地层中采用浅埋暗挖法施工，地层易失水，沉降控制有较大难度。

技术难点：

④双洞施工顺序与施工间距的确定

⑤单洞双层隧道浅埋暗挖法施工方法⑥不同洞型空间转换方法

⑦沉降控制及困难地段辅助施工方法

工程经验较缺乏或较少

1

概述

3）工程特点和难点

（5）近接建（构）筑物多，

相互影响十分严重

（6）桩基托换类型、数量多，单体规模大，难度大风险高

2

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

2

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

1）数值分析

分析图：一洞室埋深10m，另一洞室沿其四周分布于不同位置

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

判定标准：塑性区和最大主应力

重分布的双重标准。计算系列：总共38组，见下表。

上/下洞埋深

两洞连线的水平角度-90°-60°

两洞净距0.5D、1.0D、1.5D、2.0D、3.0D1.0D、2.5D0.5D、1.0D、1.5D、2.0D1.0D0.5D、1.0D、1.5D1.75D2.0D1.1D

施工顺序

上洞埋深10m/下洞埋深变化

-45°-30°015°30°45°

“先上后下”

“先下后上”

90°

0.5D

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

限于篇幅，以两洞水平进行分区判定说明。0.5D时，塑性

区贯通；

1.0D时，强影

单洞开挖

响区和弱净距0.5D

影响区的

分界点；1.5D时，近接

影响忽略

不计。净距1.0D净距1.5D

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

近接影响分区图

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

近接影响分区图

3

重叠隧道设计与施工技术

3

重叠隧道的设计与施工技术

主要内容：

1）重叠隧道设计分段

2）重叠隧道施工顺序

3）重叠隧道工作面合理间距

4）不同洞型空间转换方法

3

研究方法

重叠隧道的设计与施工技术

（1）数值模拟——计算模型

整体模型图

典型断面图

隧道结构图

模型概述：重点分析重叠及交错隧道段，纵向范围为CK2+360～CK2+390单洞双层段30m，CK2+390～CK2+560双洞段170m，共长200m，隧道断面范围为80m（宽）×75m（高）。

3

研究方法

重叠隧道的设计与施工技术

（2）模型试验——试验模型

整体模型图

衬砌试件

概述：围岩为V级；施工顺序为“先上后下”；考察开挖下洞对上洞衬砌的影响。

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（1）深圳重叠隧道近接度分区

按照深圳地铁重叠线路隧道实际洞型分布形态，得出该工程两隧道近接影响程度判定结果

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（1）深圳重叠隧道近接度分区

与日本铁路隧

道近接度分区

标准相比：

在下半空间范

围内接近，其它范围有所差

异

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（2）深圳重叠隧道近接影响分段

双洞重叠隧道相互影响情况分段表

洞型净距大小小于等于0.5D0.5D~1.0D双洞重叠隧道0.5D~1.0D1.0D~1.5D1.5D以上里程K2+382.75～K2+483两洞位置关系影响分区强影响长度(m)100.52723755118.7

下45度区

K2+483～K2+518K2+518~K2+555K2+555～

K2+610K2+610～K2+728.7强影响强影响

上45度区

弱影响无影响

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（3）深圳重叠隧道分段设计参数确定

当左线隧道位于右线隧道下45°区，且两隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距小于1.5D时，设计支护参数加强一级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距大于1.5D时，按一般单线隧道设计。

3

重叠隧道的设计与施工技术

（3）综合结论工1与工2均满地表下沉（mm）-20.18-23.52-10.36-9.76足规范要求；Ⅴ级围岩，数值分析与模型试验的结论一致，即工1最优；上部Ⅴ级下部Ⅲ级围岩，工2最优；Ⅲ级围岩，工2最优；

2）重叠隧道施工顺序研究

①不同研究方法结果比较表研究方法围岩条件方案工1工2工1工2初期支护最小安全系数4.752.4210.911.35塑性区(m)3.53.01.51.5

V级

理论计算上部Ⅴ级下部Ⅲ级Ⅲ级模型试验V级

工1

工2工1工2

6.19

5.24---

0---

-0.6

-0.5-50.7-102.9

注：由于模型试验是根据初勘选择的地质参数，故地表下沉位移与计算值相差较大。

3

重叠隧道的设计与施工技术

3）重叠隧道工作面合理间距研究

分析方法：数值模拟；

模型试验。

施工方案：工1---“先上后下”；工2---“先下后上”。

围岩条件：上下洞V级；

上下洞Ⅲ级。

3

重叠隧道的设计与施工技术

4）重叠隧道不同洞型空间转化技术

（2）深圳地铁不同洞型空间转化采用方案

经过综合论证，深圳地铁老大区间重叠隧道采用了方案③，成功地解决了不同洞型空间转换的问题。

2号竖井位置

0：52~1：20

3

重叠隧道的设计与施工技术

5）重叠隧道技术总结

提出了浅埋暗挖法施工两隧道的近接度标准，根据该标准，将深圳地铁重叠隧

道分为三段，即强影响段、弱影响段和无影响段。根据该分段进行了相应支护

参数设计，即强影响段支护设计加强两级；弱影响段加强一级；无影响段则按一般隧道设计。

确定了重叠隧道施工顺序，即：在软弱围岩条件下，采用“先上后下”；在上

软下硬和硬岩条件下，采用“先下后上”。确定了重叠隧道各工作面合理间距，即：在软弱和上软下硬围岩条件下，后建隧道掌子面与先建隧道的二次衬砌工作面之间的合理间距应大于6D；在硬岩条件下，则应大于5D。比选了重叠隧道不同洞型空间转换方法，即：采用暗挖法时，以单洞双层隧道向双洞重叠隧道施工

为宜；采用明挖法时，在洞型转变处设置一竖井，向两个方向掘进施工，难度最小。

4单洞双层隧道设计与施工技术

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

1）单洞双层隧道设计

边墙高度小于或者等于13m，采用一般支护措施边墙高度大于13m，采

用加强支护措施

4

2）施工总则

单洞双层隧道的设计与施工技术

6~12m6~12m1.5~2.5m

1.5~2.5m

6.8m

隧道开挖、支护步骤分布横断面图

隧道开挖、支护步骤分布纵断面图



以信息化施工管理为核心，严格贯彻执行浅埋暗挖法十八字方针；开挖支护施工步骤：采用正台阶法，自上而下，四个台阶，顺序施工。

0：00~0：51

平均13.2m

6~12m

1.5~2.5m

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

3）各台阶掘进施工根据其作业空间及所处地质条件的不同，主要采用：

（1）人工预留核心土分部开挖；（2）小型液压反铲全断面开挖；（3）微震光面爆破技术辅助开挖等三种方式

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

6）单洞双层隧道技术总结（1）提出了单洞双层隧道设计方法；（2）总结了单洞双层高直边墙隧道施工技术，形成了较完整的单洞双

层隧道浅埋暗挖施工工法；

隧道工程标准化施工范文

关键词隧道风险评估

中图分类号：U45文献标识码：A

1前言

近些年来，随着我国公路建设的快速发展，隧道施工作业的安全风险、安全事故增多，为减少重特大生产安全事故发生，有效控制施工风险，降低人员伤亡和经济损失，从隧道工程的地址环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子入手，对隧道施工安全的风险评价的程序和方法进行探索性研究，达到隧道施工安全风险评价超前策划、积极应对控制的目的。

2评价流程

2.1编制依据

按照根据交通部文件《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》有关要求，结合国道324改线工程建设实际情况以及相关的国家和行业标准、规范及规定。

2.2隧道概况

2.2.1、地理位置及工程范围

寨仔山隧道为分离式双线隧道，隧道全长1875m（左线1852m），属长隧道，隧道最大埋深约为194m，单洞建筑限界：净高5.0m，隧道净宽10.25m，紧急停车带单洞建筑限界：净高5.0m，隧道净宽13.0m。隧道进洞口位于R=12000m的竖曲线上，隧道左右线洞内纵坡均为-0.8%的单向坡。

2.2.2、地形地貌概况

隧道区地貌属构造、剥蚀形成的低山，隧道穿越北西走向的低山区，地表起伏较大，山体植被较发育，部分地段见有基岩出露。

2.2.3、地质情况

隧道区范围内地层岩性为素填土、填石、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化、散体状强风化、碎裂状强风化花岗岩，下伏基岩为燕山早期第三次侵入花岗岩。

地下水主要为基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙、节理中，水量较贫乏，富水性不均。主要接受大气降水补给，以泉形式向地势低洼及沟谷处迳流排泄。本隧道区地表水为大气降水，雨季时，水量丰富，对隧道施工和营运无影响，地下水主要赋存于基岩裂隙中，主要接受大气降水的补给，基岩透水性弱，对隧道影响较小，隧道施工范围地下水稳定水位埋深6.90～12.50m。

2.2.4、总体施工方案

本隧道以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主，隧道正洞除洞口Ⅴ级围岩浅埋、扁压段采用三台阶七步法开挖外，其他均采用台阶法或全断面法开挖施工，按锚喷构筑法施工，采用光面爆破。

开挖前进行超前地质预测预报，隧道施工过程中加强监控量测，以掌握围岩动态和支护工作状态，及时调整隧道的施工和支护方案，保障围岩稳定和施工安全。全隧除洞口段采用斜切或斜切延伸衬砌外，其余段落均采用复合式衬砌。各工作面施工均采用无轨运输，仰拱全幅超前拱墙施工，整体式液压模板台车衬砌，压入式通风。

3、风险评估程序和风险评估方法

3.1、风险评估程序

（1）对施工阶段的初始风险进行评价，分别确定各风险因素对安全风险发生的概率和损失。分析各风险因素的影响程度，主要确定风险因素影响对施工安全的影响。

（2）提出各风险因素的等级及残留风险等级，综合确定寨仔山隧道隧道风险等级。

（3）根据评价结果制定相应的风险对策专项施工方案并确定监控责任。

（4）上级单位对风险评估报告进行审定，并针对高度风险等级，组织专家组评审，形成隧道安全风险评审意见。

（5）国道324改线工程项目经理部各负其责，做好隧道风险过程管理。

施工阶段风险评估流程图

满足直至整个隧道完工

3.2、风险评估方法

以专家调查法为主线，综合运用风险层次分析法、矩阵法、核对表法。

3.3、风险分级及接受标准

（1）事故发生概率等级标准

在综合考虑了地形地质条件、原勘测、设计有关资料后，将各种风险因素导致相应事故发生的的概率及后果分别用1～5五个数值来表示，其中，概率等级“1”～“5”分别代表“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很可能”，

（3）风险等级标准

后果等级“1”～“5”分别代表“轻微的”、“较大的”、“严重的”、“很严重的”、“灾难性的”；并定义概率及后果的估值的乘积为风险指数，依据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》风险等级标准将风险指数分为“极高（Ⅰ级）、高度（Ⅱ级）、中度（Ⅲ级）、低度（Ⅳ级）”四个等级。其事故发生概率、后果等级与风险等级（指数）关系如表5所示：

风险等级关系表5

（4）风险接受准则

公路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施如表6。

风险接受准则表6

4、风险评估内容

4.1、总体风险评估内容

隧道工程施工安全总体风险评估主要考虑隧道地质条件、建设规模、气候与地形条件等评估指标，评估的分类、赋值标准可参见隧道工程总体风险评估指标体系表7。

根据本标段寨仔山隧道的实际情况如下：

围岩情况：Ⅴ、Ⅵ级围岩长度占全隧道长的20%

隧道施工区域不会出现瓦斯

有部分可能发生涌水突泥的地质

开挖断面：中断面（单洞双车道隧道）

隧道全长：左洞长1852m，右洞长1875m，累计单洞长3727m

洞口形式：水平洞

洞口特征：隧道进口施工困难

可以确定出寨仔山隧道工程施工安全总体风险大小为：R=G(A+L+S+C)=(1+0+0)(2+3+1+2)=8

属于等级Ⅱ（中度风险）。

4.2、总体风险评估结论

寨仔山隧道工程施工安全总体风险大小为：8分，风险等级属于：等级Ⅱ（中度风险）。虽然总体风险评估为Ⅱ，但根据作业风险特点以及类似工程事故情况。需进行专项风险评估。

5、专项风险评估基本程序

5.1寨仔山隧道钻爆法施工作业程序分解及危险源普查和辨识

风险源辨识是风险评估的基础，包括3个步骤：工程资料的收集整理、施工作业程序分解、施工作业可能发生的安全事故辨识，从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，制定风险源风险分析表。

5.2重大风险辨识

根据《公路隧道工程施工安全风险评估指南》，施工阶段风险评估应在施工图阶段风险评估的基础上，结合实施性施工组织设计对寨仔山隧道进行评估，主要侧重于施工安全，重点对塌方、涌水突泥、洞口塌方、瓦斯爆炸等典型风险进行评估。

根据本标段寨仔山山隧道工程施工区段坍塌事故可能性实际情况如下：

1）围岩级别A：Ⅳ、Ⅴ级

2）断层破碎情况B：存在宽度20m以下小规模断层破碎带

3）渗水状态C：干—滴渗

4）地质符合性D：工程地质条件与设计文件基本一致

5）施工方法E：施工方法基本适合水文地质条件的要求

6）施工步距F：a，Ⅴ、Ⅵ级围岩衬砌到掌子面距离在70m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m以下。b、一次性仰拱开挖长度在8m以下

折减系数Γ为：1.

可以确定出寨仔山隧道工程施工区段坍塌事故可能性为：P=1*(0.9*4+1+1+1+2)=9。等级为3，可能发生坍塌事故。

根据本标段寨仔山隧道工程施工区段瓦斯爆炸事故可能性实际情况如下：

瓦斯含量A：无瓦斯

洞内通风B：洞内掌子面最小风速达标

机械设备防爆情况C:采用防爆设备

瓦斯监测体系D：洞内瓦斯监测体系完备

折减系数Γ为：1.

可以确定出寨仔山隧道工程施工区段瓦斯爆炸事故可能性为：

P=1*0*（1+2+1）=0，等级为0，不存在瓦斯爆炸的可能性。

根据本标段寨仔山隧道工程施工区段涌水突泥事故可能性实际情况如下：

岩溶发育程度A：岩溶不发育，有岩溶裂隙、小溶洞发育

断层破碎带B：施工区段不存在断层破碎带或较大裂隙

周围水体情况C：隧道周围不存在补给性水体

折减系数Γ为：1.

可以确定出寨仔山隧道工程施工区段涌水突泥事故可能性为：

P=1*1*（1+0）=1，等级为1不可能发生涌水突泥事故。

6、对策措施及建议

6.1、风险对策措施

按照评估的结果，寨仔山隧道涌水突泥分值为1，瓦斯爆炸分值为0，均为不可能发生的风险，属于可忽略的风险范围，此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。坍塌分值为9，风险等级为3，可能发生坍塌事故，属于高度（Ⅲ级）的风险类别为不期望风险，此类风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失。

6.2、隧道易坍塌对策措施

（1）加强超前地质预报工作。对开挖面前方地层进行探测预报，判明地层和含水情况，为超前支护和止水提供依据，及时修改或加强超前支护和支护参数。尤其是施工开挖接近设计探明的富水带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、突泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时调整施工方法。

（2）加强施工监控量测，实行信息化施工。对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反馈于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。当量测数据表明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时，尽快采取加强措施进行加固，抑制变形，防止因变形突变引起坍塌。

（3）据不同地质情况和开挖方式，采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护措施，注浆选材视不同岩层和地下水情况分别采用水泥浆、水泥—水玻璃双液浆，通过注浆加固周边围岩，提高其自承能力，减少围岩松弛变形。

（4）对不同围岩，分别采取上部弧形导坑预留核心土法、短台阶法、全断面法等开挖方法。上部预留核心土法分步开挖时，支护要及时闭合成环，每一环支护均施作锁脚锚杆，加强支护，防止拱脚下沉和内移，引起过大变形，导致拱部岩层坍塌。

（5）严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩的扰动。

（6）保证施工质量。超前预注浆固结止水、钢架制作、支护和衬砌混凝土质量必须符合设计及规范要求。

（7）施工期间，洞口应常备一定数量的抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。

6.3、洞口危石地段对策措施

洞口段施工遵循先防护后开挖的原则。施工过程中加强对边仰坡的监测，在异常时立即停止施工，对坡面危石进一步处理。施工顺序：清除坡面危石加固坡面评估加固措施防护施工。

7、风险评估结论

经风险评估，寨仔山隧道的塌方、洞口失稳等属于高度风险（Ⅲ级）。为确保安全风险得到有效控制和管理，按照本次评估的风险对策措施并制订专项安全施工方案进行重点管理和控制。

结束语：由于隧道施工过程中人的因素、物的状态以及施工管理缺陷等等因素不断地改变，所以施工安全风险风险评估需要动态管理，根据实际情况持续改进。才能达到预防为主的目的。

参考资料

《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》